聚乳酸是如何降解的,聚乳酸材料存放要求是什么? 聚乳酸是什么,有哪些应用

来源: 网络整理 2020-03-24

聚乳酸是如何降解的以及聚乳酸材料存放要求是什么,聚乳酸是一种新型的生物降解材料,具有热稳定性好,抗溶剂性强等特点,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。

聚乳酸被认为是最具潜力的替代现有塑料的新型“生态材料”之一,聚乳酸的研究具有重大意义。

聚乳酸是如何降解的 在微生物活性(有酶参与)作用下,酶进入聚合物的活性位置并渗透至聚合物的作用点后,使聚合物发生水解反应,从而使聚合物大分子骨架结构断裂成小的链段,并最终断裂成稳定的小分子产物,完成生物降解过程。

聚乳酸具有良好降解性能,其制品被废弃后能迅速降解,最终降解产物为H2O和CO2,不会污染环境。

目前,聚乳酸的降解大致可分为简单水解降解和微生物及酶降解两种。

1、简单水解降解 简单水解降解的主要机理一般被认为是由于聚乳酸分子链中含有酯键,极易在氢离子作用下断裂为羧酸和醇,而降解中产生的酸可能会对降解有催化作用,形成自催化效应。

其降解速率在很大程度上取决于pH值、聚合物的形态、相结构等因素。

麦杭珍等在蒸馏水中加入一定量的NaCl,KCl,NaHCO3,NaH2PO4制成pH=7。

40的弱碱性人工模拟体液,以及pH=4。

80,pH=10。

28的酸碱缓冲液,将Mn=29980的PLLA制成膜分别投入到三种溶液中,结果发现聚乳酸在该三种溶液中均发生降解现象,且它们降解的程度为碱性溶液>酸性溶液>中性溶液。

聚乳酸不同的结晶性也导致了其降解性的差异。

一般来说,非结晶态的PDLA比结晶态的PLLA更容易加水降解。

PDLA材料在生理盐水中降解,相对分子质量半衰期为3星期至10星期,而PLLA则至少为20个星期。

据报道,半结晶态的PLLA降解存在着两个阶段,第一个阶段,水分子扩散到聚乳酸的无定型区域,导致酯键的随即断开。

随着降解的进行,当无定型区域降解几乎结束时,结晶度增加。

在第二个阶段,水解才由结晶区边缘向结晶中心开始降解。

在无定型区水解过程中,生成立构规整的低分子物质,结晶度增大,延缓了进一步水解的进行。

这一性能被用于骨修复和骨内固定材料中,调节材料的降解速度以满足人体对材料的要求。

2、生物及酶降解 微生物降解是可降解材料在自然界中最普遍存在的降解方式,聚乳酸可以被多种微生物降解,如镰刀酶念珠菌、青霉菌、腐殖菌等。

据研究表明,镰刀酶念珠菌、青霉菌都可以完全吸收PDLLA,部分可吸收可溶的聚乳酸低聚物。

近几年的研究表明,酯酶、蛋白酶K都能催化聚乳酸降解。

从低分子量的PLLA-PDLA在不同类型的酯酶,如根霉属菌酯肪酶、猪胰腺酯肪酶、猪肝脏的羧基酯酶中的降解情况,发现根霉属菌酯肪酶对聚乳酸的降解能力最强,同时还发现聚合物中无定形区域在21d后即完全降解,而结晶区却只有30%降解。

这是由于结晶区域分子结构排列紧密,酶分子很难进入到聚乳酸分子内部。

因此降解速度缓慢。

发现蛋白酶K可以有选择的对聚乳酸进行催化。

对L-乳酸有较高的降解活性。

而对D-乳酸的降解则表现出较高的惰性。

同时还发现无定型的PLLA-PDLA共聚物的失重速率比部分结晶的PLLA-PDLA要快得多。

反映出蛋白酶K对聚乳酸的结晶度具有很高的敏感性,使之被废弃后能迅速降解,且最终降解产物为H2O和CO2对环境没有污染。

聚乳酸材料存放要求 聚乳酸属于对热十分敏感的物质,当温度超过200°C时会出现明显的热降解。

热降解的速率取决于降解的时间、温度、低分子量物质的含量以及催化剂的浓度等。

由于聚乳酸的熔点为180°C左右,因此其加工温度要超过185~190°C。

而过高的温度下会引起热降解,导致聚乳酸分子量和性能的降低,因此聚乳酸的加工温度范围较窄。

总而言之,聚乳酸材料存放要求是干燥、低温、密封保存。

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聚乳酸是什么,有哪些应用

聚乳酸是什么以及聚乳酸的应用,聚乳酸也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。

聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。

聚乳酸是什么 聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。

由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,光华伟业开发的聚乳酸(PLA)还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。

聚乳酸的应用 汽车领域 日本东丽公司结合PLA树脂改性技术、纤维制造技术和染色加工技术,开发了以高性能PLA纤维为主要成份的车用脚垫和备用轮胎箱盖。

备用轮胎箱盖已经在丰田汽车公司2003年推出的全面改进小型车“Raum”上使用。

在继脚垫和备用轮胎箱盖开发以后,东丽公司有开发了适用于车门、轮圈、车座、天棚材料的其他汽车部件的PLA产品。

一次性用品领域 聚乳酸对人体绝对无害的特性使得聚乳酸在一次性餐具、食品包装材料等一次性用品领域具有独特的优势。

其能够完全生物降解也符合世界各国,特别是欧盟、美国及日本对于环保的高要求。

但,采用聚乳酸原料所加工的一次性餐具存在着不耐温、耐油等缺陷。

这样就造成其的功能作用大打折扣,以及在运输途中餐具变形、材质变脆,造成大量次品。

不过,经过技术发展,市场已有经过PLA改性后的材料,可以有效克服原粒的缺点,有的甚至耐热温度高达120度以上,可以用作微波炉用具材料。

电子领域 为了节省石油资源同时减少地球温室效应,进一步拓展由可再生的生物资源制造而来的聚乳酸的应用领域,日本许多公司对PLA在电子电器领域的应用进行了深入研究并取得了卓越的成效。

生物医药领域 生物医药行业是聚乳酸最早开展应用的领域。

聚乳酸对人体有高度安全性并可被组织吸收,加之其优良的物理机械性能,还可应用在生物医药领域,如一次性输液工具、免拆型手术缝合线、药物缓解包装剂、人造骨折内固定材料、组织修复材料、人造皮肤等。

高分子量的聚乳酸有非常高的力学性能,在欧美等国已被用来替代不锈钢,作为新型的骨科内固定材料如骨钉、骨板而被大量使用,其可被人体吸收代谢的特性使病人免收了二次开刀之苦。

其技术附加值高,是医疗行业发展前景的高分子材料。

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